目次

１．あいさつ（巻頭言）
低温センター長水戸

毅 .............. 1

２．寄稿（研究ノート）
・ 分光研究における冷媒の利用

竹内佐年 .............. 4・ 膜タンパク質の細胞内局在化に関する研究：最近の進展
阪口雅郎 ............. 11
３．寒剤を用いた研究業績........................................................... 17

・光物性学 ............................................18
・電子物性学................................... 21

・電磁物性学................................... 23

・機能性物質学Ⅱ............................. 25

・物質反応論Ⅱ................................ 29

・量子物性学................................... 31

４．地域への貢献....................................................................... 35

５．寒剤利用状況...................................................................... 36

６．平成31年・令和元年に行なった点検修理
７．低温センター関係行事................................ 37........................................................... 39

８．テクノから.......................................................................... 41

９．編集後記............................................................................. 42

1. あいさつ（巻頭言）

低温センター長 水戸 毅
日頃低温センターへのご理解とご協力を賜り、有難うございます。あっという間に、またこの１年間を振り返る季節が巡って参りました。この低温セン
ターだよりの原稿締め切りは毎年12月後半ですので、私がここに書かせていた
だく内容は、ほぼ丸々2019年を振り返ってのことになります。今年は、これまでになく低温センターにまつわる大きな出来事が幾つか有りましたので、特に１年が短く感じられる年になりました。
まずは、日常のセンター運営のことから記します。昨年に引き続き、センター業務は、事務嘱託員の三枝さんとセンター兼任の上田先生が担ってくださいました。通常運営で目立ったトラブルとしましては、ヘリウム液化の際に必要な液体窒素やヘリウム純ガスの消費量が異常に多くなるということがありました。こうした問題が生じたのは液化機の老朽化が原因と思われますが、上田先生の機転の利いたバルブ操作等により現在は許容範囲に収まっており、安定
して液体ヘリウムが供給できています。日常の低温寒剤供給業務に加えて、教育やアウトリーチ活動への取り組みはほぼ例年通りに行われ、相変わらず件数
は多くはないですが、他の研究機関や企業の方々もヘリウムを必要とする本学の研究設備を使用するために来学されました。
さて、2019年に低温センターに関して生じた最も深刻な問題は、世界的なヘリウムガス供給不足でした(注)。本学では2018年12月頃より突然ヘリウムガスの入手が困難になり、ヘリウムガスボンベ（47L容器）を2017年度には122本購入したのが、2018年度は55本に減りました。これは、例年通りに年度末に当て込んでいたガスの大量購入が実施できなかったためです。その後も入手困難な状況は続き、2019年４月以降に購入できたガスボンベは27本（12月20日
現在）に留まっています。しかし、11月と12月はそれぞれ８本ずつ入荷し、必要最低限が確保できるようになってきています。この問題のため、ユーザーの皆様にはご不便をおかけし、また回収率向上のためにご協力をいただきました。
今回のヘリウム危機問題(注)のために国内のみならず世界的な激震が走り、学会や研究会ではヘリウム事情について「お宅はどうですか？」と尋ねるのがあ− 1−

いさつ代わりとなりました。また、当然ヘリウムガスの購入価格も上昇し、現在本学での購入価格は危機前の約３割増しです。こうした状況は、世界のヘリ
ウムガス供給事情から少なくとも2021年までは続くとされ、もし将来供給量が改善されたとしても価格は元には戻らないだろうというのが大方の見通しです。つまり、埋蔵量に限りがあり、一方で最先端科学には不可欠なヘリウムの希少価値が世界的に高まっているということです。従いまして、今後ともユー
ザーの皆様には使用済みヘリウムガスの回収率向上のために、不断の努力をお願いいたします。
こうした重苦しい状況の中、私たち兵庫県立大学理学部のヘリウムユーザーを歓喜させたのは、ヘリウム液化機更新予算割り当てのニュースでした。春先から何となく可能性は示唆されていましたが、諦めかけていた夏になって突然この知らせが飛び込んできました。本学の液化設備は1991年（平成３年）に設置されて以来、主要部位としては液化用圧縮機とコントロールボックスが2005
年（平成17年）に、回収用圧縮機が昨年2018年に更新されています。しかし、液化機本体は設置以来28年間使用し続けており、先述の通り老朽化が著しいだ
けではなく、修理が必要な時にも交換部品が揃わないという状況に陥ってしま
うことが危惧されています。一方で、本学のような公立大学からは国立大学のような概算要求をすることができず、予算取りに大きな問題を抱えていました。事実、他の公立大学において液化機が更新できたという前例は聞いたことがありません。この液化機更新事業の実現が雲の上の話のようにも思われていた中、兵庫県と兵庫県立大学が液化機更新予算の割り当て（2021年３月納品）を決定して下さったことは誠にありがたいことです。
今回、大学が更新を決めたことは非常に重要な意味を持ちます。それは、本学の特色ある研究・教育が近い将来に滞る危機が回避できるということであり、液体ヘリウムが使える環境だからこそ本学に着任した若手教員の将来の研究を守ることでもあります。そして、何よりもいざというときに必要な措置を施し、優れた研究・教育環境を提供するという兵庫県立大学の姿勢を内外に示すもので、私は特に学内の学生に胸を張ってアピールできる事例だと考えています。更新手続きに関して、ここに至るまでご尽力いただいた方々には、この場を借りて心よりお礼申し上げます。こうした方々の期待に応えるためにも、学内や地域に貢献できる低温センターの役割を再認識すると同時に、安定した運営、特に現有のヘリウム液化機が2021年３月更新までの丸30年に亘る務めをトラブルなく全うできるよう、しっかりとセンターを運営して参りたいと思
います。

− 2−

(注) 世界的なヘリウム不足は、需要の伸びに対して供給が追い付いていないために生じているようです。供給については、最大の産出国である米国での減産、特に一時は世界生産の30%を担っていたBLM（米国土地管理局）が民間へのヘリウム払い出しを終了（2020年）する影響が大きく、他にもトラブルや定期修理のために供給を停止している米国内基地があります。また、第二の産出国であるカタールについては、今年稼働予定だったカタールⅢプロジェクトが事故で遅れ、アラブ諸国によるカタール断交の影響も出ているようです。将来
的には、2021年以降に、シベリアでの新たなヘリウム生産プロジェクトや遅れているカタールⅢプロジェクトが開始される見通しです。一方、需要について
は、ヘリウムガスは光ファイバーや半導体製造、リークテスト等に、液体ヘリ
ウムについてはMRIや低温工学等に使われており、特に経済成長率の高いアジ
ア、インドにおいて需要増が見込まれているとのことです。
令和元年12月24日− 3−

研究ノート
物質理学研究科 物質反応解析学部門
物質反応論Ⅰ分野
教授 竹内佐年

分光研究における冷媒の利用
1. はじめに
物質反応論Ⅰ講座では、「分子の化学反応がいかにして進むのか？」という素朴な問いに答えるため、時間幅がわずか数フェムト秒（1 fs = 10-15 s）しかない特殊なレーザ
ーパルス光や走査型トンネル顕微鏡を駆使して、分子一個一個の一瞬一瞬を描き出す分光方法論の開拓をめざしている。これらの研究を行う上で、試料分子の光損傷や熱搖動を抑制したり、光検出器の熱雑音を抑えて微弱光検出を可能にしたりするという点で、冷媒の使用は極めて重要な要素となっている。このような用途で本学理学部の低温センターより液体窒素を使用させていただいている。この場をお借りして、日頃から低温センターの運営および施設の維持・管理にご尽力いただいている関係者の皆様に深く感謝申し上げたい。本稿ではこれまで私が取り扱った例を中心に、分光実験における冷媒利用の一側面について紹介させていただこうと思う。
2. 低温下での分光
物質に光を照射すると、分子の量子状態の間の遷移にともなって（振動する）分極が誘起される。この分極が新たな信号光を発したり、入射電場とエネルギーのやり取りを行ったりすることで、我々は光を通して物質の電子構造や振動構造を探ることができ
る 1,2。このように分光過程は分子の量子状態間の遷移にもとづいているため、できるだ
けシンプルな始状態（すなわち、電子基底状態の振動基底状態）から始まる遷移を利用することで、分子本来のエネルギー構造を正確に知ることができる。しかし、室温においてはこの条件が成り立っていない場合が多い。実際、室温がもつ熱エネルギーは およそ~ 200 cm-1 であるため、熱平衡状態において振動数が200 cm-1 以下の分子振動（やフォノンモード）は励起されている。
このような場合、電子吸収スペ
クトルには（電子基底状態の）図 1. 光吸収に伴う電子遷移。(a) 室温では低波数振動が励起されているため、そこからのホットバンドが観測される。(b) 低温下では分子振動の励起が抑制されるため、ホットバンドが見えなくなる。

-4-

振動励起状態からの遷移に由来する信号（ホットバンドと呼ぶ）が現れたり、電子スペ
クトル中の振動構造が不明瞭になったりすることが多い（図１）。そこで、できるだけ振動励起の確率を減らしシンプルな始状態を用意するため、試料物質を低温下に保持するのである。
この「研究ノート」で改めて解説する必要はないと思うが、低温下での物性測定にはクライオスタットが広く利用されている（図２）。容器内部を真空で断熱し、その中心部に外部から冷媒（液体窒素や液体ヘリウム）を補給することで、先端にある試料台を冷却する。試料台の周辺にはヒーターや温度センサーが取り付けられており、温度の観測と制御が可能である。光学測定の用途には試料台を取り巻く形で二方または四方に光学アクセスのための窓板が付いたタイプのクライオスタットを使用する。窓板には合成石英やサファイアなど、使用する波長領域で十分な透過率をもつ材質を使用する。また光学配置に応じて窓の位置を選択して使用する（図３）。例えば、透過配置の光学実験の場合には相対する二方の窓を、また側方散乱の配置の場合には隣り合う窓を使用する。発光や（自発）ラマン散乱のように信号光があらゆる方向に放出される
場合、できるだけ大きい立体角にわたって信号光を集めたいため、窓の径が大きく、かつ、試料と窓との距離の短いクライオスタットの方が適している。しかしその一方、真空を封じ切るために厚目の窓板が必要となること、外部からの熱輻射が流入しやすくなるため温度制御に影響が及ぶ可能性があることに注意したい。また、クライオスタット
により試料のすぐ近くに集光素子を置けないため、その焦点距離を十分に短くできなくなる点にも留意しておく必要がある。

図 3. クライオスタットを用いた低温下での光学測定の典型的な配置図。
(a) 透過配置、(b) 側方
散乱配置。

図 2. 光学窓のついた
クライオスタットの一例。Oxford Instruments
社の HP から引用 3。

3. クライオスタットを用いた超高速分光測定
上述のようにクライオスタットを使用した分光測定にはいくつかの実験上の制約が生じるものの、工夫により通常の室温・空気中での測定と同様に行うことができるケースが多く、またそれ以上に低温での測定から得られるサイエンティフィックなメリットの方が大きい。しかしながら、特に極短パルス光を用いた時間分解分光の場合には、クライオスタットの窓板により生じるアーティファクトで間違ったデータを取得してしまう可能性が少なからずある。やや特殊なケースかも知れないが、時間分解吸収分光の場合を-5-

例にここで簡単に言及しておきたい。
フェムト秒時間分解吸収分光は、ポンプ光とプローブ光と呼ばれる２つの極短パルス光を用いたポンプ・プローブ方式で行われることが多い(図４)。ポンプ光は分子の電子励起などにより化学反応等の系の何らかの変化を引き起こす役割を果たす。一方、プローブ光は分子の状態を探るための光であり、フェムト秒白色光 4 と呼ばれる広帯域のパルス光が用いられる場合が多い。時間分解吸収分光では、ポンプ光が試料に照射されてからプローブ光が照射されるまでの遅延時間を様々に変えながら試料を透過後のプローブ光の波長ごとの強度を測定する。これにより、試料分子が光励起されてからの経過時間とともに、その吸収スペクトルがどのように変化するのかを知ることができる。

図 4. クライオスタットを用いた
低温下でのポンプ・プローブ超高速分光の配置図。τは２つのパルス光の間の遅延時間。

この測定で重要な点は、プローブ光の試料への到着時間がその波長成分によって異なる、ということである。「チャープ特性」と呼ばれるこの性質は、パルス光がレンズな
どの光学媒質を通過する際にその屈折率特性が波長によって異なり、したがって伝播速度も異なるという機構（群速度分散）により生じる。可視領域では通常、長波長成分の方が短波長成分よりも速く進む。図５に示す通り、試料位置における群遅延時間の差がピコ秒（1 ps = 10-12 s）レベルに達することもある。この時間差による時間分解吸収
データの歪みを補正すための詳細は割愛させていただくが、試料位置に別の光学媒質を置き、瞬時応答をもつ光学過程を利用して波長ごとの到着時間を評価する予備測定が広く行われている 5。
では、クライオスタットを使用した場合はどうであろうか。事前にチャープ特性が正しく評価できていても、クライオスタットの窓板の挿入によりプローブ光のチャープ特性が変化し、それが時間分解吸収データを歪めてしまう。また、
ポンプ光とプローブ光の波長領域が大きく異なる場合には両者の遅延時間がずれ、信号が失われてしまったと勘違いすることもよくある。
つまり極短パルス光を用いた時間分解分光では、窓板は単に光が透過するだけの素子では-6-

図 5. フェムト秒白色光の典型的なチャープ特性の一例。可視領域
では長波長成分が速く進み、短波長成分は遅れる。

なく、パルス光の時間特性を変化させ分光データを歪めてしまう要因となりうるのである。この点において定常的な分光測定と事情が異なる。こうした問題を解決する最善の方法は、試料の前側に位置することになる窓板をクライオスタットから外し、それを光路に挿入した状態でプローブ光のチャープ特性を事前に評価しておくことである。また、クライオスタット内の試料台に試料とともにチャープ特性評価用の媒質を取り付けておくという方法もある。光路に垂直な面内でクライオスタットごとスライドさせれば、時間分解測定とまったく同じ条件下でチャープ特性の評価が可能である。実験上の制約からこれらを行えない場合には、計算により窓板の影響を近似的に評価することは可能である。実際、合成石英などの代表的な窓材については屈折率の波長分散特性
が（Sellmeier 式などの形で）求められているため、それにもとづいて波長ごとの群遅延時間を算出することができる。
4. 多チャンネル測光
分光実験におけるもっとも基本的な測定の一つは光の波長ごとの強度分布、いわゆるスペクトルの測定である。赤外領域では、自己相関関数のフーリエ変換が元の信号のパワースペクトルに一致するという「ウイナー・ヒンチンの定理」にもとづいてスペク
トルを求 めることもあるが 6、もっとも一般的には分光器と検出器の組み合わせによるスペクトル測定が広く行われている。この方法ではまず被測定光を分光器に入射させる。分光器の中で光は回折格子によって波長ごとに異なる方向に回折された後、出射スリット部に集光される。これにより、出射スリットの狭い隙間を通り抜けることができる
波長成分のみを外部に取り出すことができる。これが monochromator = 単色化装置の役割である。回折格子を軸周りに回転することで出射スリットを通り抜ける光の波長を掃引することができるため、出射スリットの外側に設置した検出器を用いて被測定光のスペクトルを取得することができる。実際、分光器と光電子増倍管の組み合わせにより微弱光のスペクトル測定が広く行われてきた。
上述の分光器と（単チャンネル）検出器の組み合
わせは高分解能、高感度のスペクトル測定を可能とするが、スペクトルを得るために分光器の波長を掃引する必要がある。このため、スペクトルの取得に一定の時間を要することや、単発現象の観測に不向きであることなどが短所であった。そこで、これらの問題点を改善したのが分光器に多チャンネル
検出器を組み合わせた測光方式である。その中でも電荷結合素子（Charge Coupled Device, CCD）は二次元のピクセルフォーマットをもち、高感度な多チャンネル検出器として今や分光計測分野におい-7-

図 6. 分光器と多チャンネル
光検出器による強度スペクト
ルの測定方式。

て欠かせない主要機器のひとつとなっている。この CCD を分光器の出射面に固定することで、その検出面に入る波長成分の強度を同時に一括して測定することができる（図６）。なお、この場合に用いる分光器は単色化装置では十分でなく、CCD 面内に届
くすべての波長成分が歪みなく結像される必要がある。そのため、分光器内に非球面形状のミラーを採用するなどの工夫により収差を補正し、横方向 30 mm、縦方向 15mm 程度の平坦な焦点面を有する分光器（polychromator または spectrograph と呼ばれる）が使われる。
5. 光検出器の冷却と雑音の抑制
CCD の受光素子はシリコンでできており、
約 1100 nm より波長の短い光がそこに入射す
ると電子正孔対を発生させる（図７）。露光時
間の間に各ピクセルに蓄積した電荷はゲート電極に印加される電圧によりシフトレジスタに
向かって順番に転送され、デジタル値に変換される。検出器としての性能のうちユーザー
にとって特に関心の高いものが雑音（ノイズ）であろう。CCD の雑音には大きく分けて３つ

(a)

(b)

図 7. 冷却型分光分析用 CCD カメラの例。(a) 電子冷却型（PIXIS）、(b)
液体窒素冷却型（PyLoN）。Teledyneの寄与がある。１つ目はショット雑音と呼ばれ、 Princeton Instruments 社のカタロ
これは発生する電荷数の統計的な変動に起 グから抜粋のうえ引用 7。
因する不可避な雑音源である。特に極微弱光検出の場合、ショット雑音が雑音全体のうちの主要な割合を占めてくる。２つ目は読
み出し雑音で、これはその名の通りピクセルに蓄積した電荷を読み出しデジタル値に変換するまでの過程で発生する雑音である。一回の読み出しあたり約 4e～7e の大きさになり、デジタル値への変換速度を速くするほどこの雑音が大きくなる傾向がある。３つ目は暗電流雑音で、これは CCD にまったく光を入射しない状態でも発生してしまう
電荷による雑音のことを指す。室温で動作させる CCD は比較的大きな暗電流雑音をもつため、デジタルカメラなどの一般用途ではよいとしても極微弱光測定では問題となる。このため、分光用途で使用される CCD の場合、受光素子を冷却し暗電流雑音を抑制する対策が広く採用されている（図８）。市販品での例をあげると、ペルチェ素子
により -75 ℃に冷却した場合の暗電流雑音は１ピクセルあたり 3e/h 程度、また液体窒素を使って -120 ℃に冷却した場合は 0.3e/h まで暗電流雑音を抑えることができる（実質上、宇宙線による雑音が下限値を決めてしまう）。このレベルになると、１時間を超える長時間連続露光においても暗電流雑音を無視できる。なお、暗電流雑音の大きさは素子の温度によって敏感に変わるため、信号のバックグラウンドを安定に保つために素子温度も一定に保持することが重要である。市販品の中には±0.05 ℃の精度で素-8-子温度を制御しているタイプもみられる。このように CCD を液体窒素で冷却することにより暗電流雑音を実質上無視できるレベルに抑え、それにより可能となった長時間露光により十分な信号電荷を蓄積し、読み出し雑音の寄与を相対的に小さくすることができる。これにより、ショット雑音のみで決まる信号対雑音比で極微弱光測定が可能になる。このことからも、液体窒素による検出器の冷却が分光データの質を決める極めて重要な要素であることがわかる。
(a)

(b)

図 8. CCD 雑音レベルの素子温度依存性。(a)市販の電子冷却型 CCD の雑音レベル（10 秒露光）。(b)
液体窒素を用いて素子温度を-120℃に保持すると、電子冷却方式（-80℃）の場合に比べて雑音レ
ベルが低く、またベースラインが平坦になる。
Princeton Instruments 社のカタログから抜粋のうえ引用 8。

最後に、極微弱光検出により得た分光データの一例を紹介させていただこうと思う。
図９に示すスペクトルデータは金（Ｉ）錯体（K[Au(CN)2]）水溶液を波長 310 nm の紫外光で励起した場合に観測される蛍光を、フェムト秒の時間分解能で測定したものである 9。試料溶液から放出される蛍光と別のフェムト秒レーザー光との和周波光を発生させることで時間分解蛍光スペクトルを取得する「蛍光アップコンバージョン法」により測図 9. 金（Ｉ）錯体（K[Au(CN)2]）水溶液のフェムト秒時間分解蛍光スペクトル 9。波長 310 nm で励起した後のいくつかの遅延時刻で観測される蛍
光スペクトルを示す。理化学研究所田原分子分光
研究室と富山大学大学院理工学教育部との共同研
究として、理化学研究所において測定された。

-9-

定されたデータであり、この図には光励起からの遅延時刻ごとの蛍光スペクトルが表示されている。この実験では、分光器と液体窒素冷却型 CCD 検出器（Princeton
Instruments, PyLoN 400F）の組み合わせを用いて信号光のスペクトルを観測した。
CCD 受光素子を -110℃に冷却して使用し、１つのスペクトルあたり 20 分の露光時間で測定した。この図からわかる通り信号強度は毎分数十カウント程度の微弱なものである。しかし、ベースラインは平坦であり（-0.8ps のデータを参照）、信号にのっている雑音が十分に抑えられているためスペクトルの形状とその時間変化が明瞭に観測されていることがわかる。
6. おわりに本研究ノートでは分子分光分析における冷媒の利用を取り上げ、大きくわけて試料の冷却と装置の冷却について述べた。低温下での分光に関するサイエンティフィック
な議論は膨大な数の書籍、学術論文、記事等で行われてきていると思われるので、ここではむしろ、私自身が関わってきた研究領域で普段あまり触れられることのない実験上の留意点を中心に書かせていただいた。一方、検出器の冷却は高感度、高精度の極限的な観測をめざすすべての研究者、技術者にとって必要不可欠な手段である。
光の世紀とよばれることもある 21世紀において、光による観測技術のさらなる向上は
光科学のみならずそれが分析対象とする広範な分野の進展を促すものとなるであろう。
「究極」の分光分析に向けた光技術の一層の発展に期待するとともに、私自身も努力を重ねたい。
参考文献
1. 岩波講座 現代化学 12 「光と分子」、長倉三郎 編 (1979).
2. 竹内佐年、「非線形分光の基礎と超高速分子ダイナミクスへの応用」、第 58 回
分子科学若手の会 夏の学校テキスト（2018）.
3. https://nanoscience.oxinst.jp/products/cryostats-for-spectroscopy/optistatcf-v
4. 西岡 一、植田憲一、「超短パルスレーザーによるコヒーレント白色光の発生」、
応用物理、26(2)、79 (1997).
5. S. Yamaguchi, H. Hamaguchi, Appl. Spectrosc. 49, 1513 (1995).
6. 「赤外分光測定法 基礎と最新手法」、田隅三生 編、エス・ティ・ジャパン(2012).
7. http://www.pi-j.jp/pylon/html/pylon.html、http://www.pi-j.jp/ps_pixis/html/pixis.html
8. http://www.pi-j.jp/pdf/jp/PyLoN_LNCCD.pdf
9. H. Kuramochi, S. Takeuchi, M. Iwamura, K. Nozaki, T. Tahara, J. Am. Chem. Soc., inpress. DOI:10.1021/jacs.9b06950.

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研究ノート

生命理学研究科

生体物質構造解析学部門
生体物質化学Ⅰ分野
教授 阪口雅郎

膜タンパク質の細胞内局在化に関する研究：最近の進展
1. はじめに生体物質化学Ⅰ分野では、真核細胞内における膜タンパク質の局在化機構の研究を進めている。この研究には、本稿で述べるように、哺乳動物培養細胞、酵母のような真核単細胞、大腸菌などの原核細胞、および真核細胞より単離した粗面小胞体膜小胞を多用している。低温センターには、これら研究資材の保存に欠かせない液体窒素の供給でお世話になっている。最初に、低温センターの維持管理にお世話になっている関係各位に深く感謝を記したい。
本研究ノートでは，生体物質化学Ⅰ分野での最近研究内容を紹介する。
2. 「真核細胞におけるABC輸送体のオルガネラ選別輸送」：背景
真核細胞内には、様々な膜オルガネラが存在している。それぞれの膜系に、特異的な膜タンパク質が局在化して独自の機能を発揮し、細胞の生命活動が維持されている。我々は、このような膜タンパク質の細胞内局在化の分子機構の解明を目指している。
この研究では、典型的な多数回膜貫通 タ ンパ ク 質 で あ る 、 AT P 結 合 カ
セ ッ ト を 有 す る 輸 送 タ ンパ ク 質（ABC輸送体）の「細胞内配送機構」に焦点をあてている。ABC輸送
体は、単一生物種に多くの類似タン
パク質が存在しており、いわゆる遺伝子ファミリーを構成する。これらが、そ
れぞれ特定の細胞内オルガネラに配置され、独自の機能を発揮する（左図）。
たとえば、B群アイソフォームはミトコンドリア、D群はペルオキシソーム、C1は細胞膜側基底部分、C2は細胞膜頂端部分に局在化する。これらのABC輸
送体は、それぞれの部位で、様々な物質輸送に必須の役割を担い、細胞や臓器の老廃物排出、必要な物質の搬入などを担う。また、がん細胞においては、抗がん剤を排出することによって、がん細胞の抗がん剤耐性の原因になる。この11

ようなことから、基礎研究にとどまらず、医学・薬学・農学の多方面で活発に研究されている。ここではABC輸送体ファミリーのなかで、ペルオキシソームに局在するABC輸送体（ABCD3アイソフォーム）に焦点をあて、特異的局在化機構を明らかにすることを目的とした。ABC輸送体ファミリーに着目することで、互いに配列が類似するにもかかわらず局在部位が異なる分子同士を比較対照しながら研究を進めることができ、有意な情報を得ることができる。具体的目標としては、高い疎水性を持つABC輸送体が小胞体への移行標的化を免れる
分子基盤の解明を目指した。
3. 研究方法・研究内容
本研究では、細胞質のリボソームで合成されるABC輸送体D3アイソフォーム
をペルオキシソームへ正確に送り込むために必要な小胞体回避機構に焦点をあてている。我々は、これまでに、ミトコンドリア内膜に存在しヘムの輸送などにかかわるABC輸送体、ABCB10アイソフォームの局在化機構を解析し、アミノ末端140アミノ酸残基の配列にトコンドリア局在化に必要な配列（mitochondria targeting sequence, MTS）が存在すること、そのMTSを欠く場合には後方の疎水性配列によって小胞体に移行すること、MTSは小胞体移行を抑制する特異な機能を持っていることなどを明らかにし、「膜タンパク質の小胞体回避配列」という概念を提案し、証明してきた（Miyazakiら、Mol. Biol. Cell,
2005)。これらの研究基盤を発展させ、ペルオキシソーム膜タンパク質のABCD3の局在化と小胞体標的化回避との関連に着眼した。
研究対象とするABCD3アイソフォームは、ペルオキシソーム膜に局在化し、代謝物の輸送に重要な役割を担う。これまでの研究で、D3アイソフォームのアミノ末端部が膜タンパク質の小胞体標的化を抑制することが判明しつつある。
これまで、次の３点について研究を展開してきた。
①小胞体回避作用に必要十分なアミノ酸配列（モチーフ）の特定②小胞体回避モチーフの作用機序の生化学解析③小胞体回避モチーフ結合タンパク質の同定【1】必要十分な配列の確定
シグナル配列に対する小胞体
回避モチーフの作用を定量的に評価するために、無細胞タンパ
ク質合成・膜透過実験系を使用
し た 。 小 胞 体 標 的 化 シグ ナル（左図、第一膜貫通配列）を有するポリペプチド鎖の上流アミ− 12 −

ノ末端側に評価すべき配列を導入し、粗面小胞体膜を含む無細胞系で合成し、小胞体膜への組み込み程度を小胞体によるアスパラギン結合糖鎖の付加によって評価した。付加した配列に小胞体回避効果がある場合には、糖鎖付加が抑制される。抑制度合いを定量化することで小胞体回避活性を表現した。この系
で、様々な欠損体、アミノ酸置換体を合成し、機能を評価した。変異体は、標準的なDNA操作実験技術を用いて作成し、無細胞タンパク質合成実験には、ウ
サギ網状赤血球溶血液を使用する。粗面小胞体は、イヌ膵臓より高度に精製したものを使用した。
【2】小胞体回避モチーフの機能の生化学解析
モチーフ競合阻害実験に、合成ペプチドまたはGST融合タンパク質を用いた。融合タンパク質はDNA操作技術を用いて、融合タンパク質DNAを作成し、大腸菌高度発現システムを用いて発現し、グルタチオン樹脂を用いた親和性カ
ラムによって精製した。これを、前述の無細胞実験系に添加して、小胞体標的化への効果を定量的に調べた。もし、モチーフに結合する因子が関わる場合には、これらの添加によって、小胞体移行率が上昇すると期待された。
【3】小胞体回避モチーフ結合タンパク質の同定
小胞体回避モチーフに結合する因子を探索するために、化学架橋反応および親和性精製手法を試みた。前述のモチーフ配列とGSTとの融合タンパク質を樹脂に固定化したカラムを作成し、細胞からの抽出液をカラムにかけることによって、結合するタンパク質を分離する。また、無細胞系では、合成途上のポリペプチド鎖がリボソームに結合したままの状態を作出することができる。これを用いれば、合成途上に起きる小胞体移行の阻止が細胞内に近い状態で再現できる。その状態に対して、化学架橋剤を適応し、結合する因子の情報を得る。無細胞合成されるものは、ラジオアイソトープ標識されているために、架橋産物が分子量の大きな産物として明確に検出可能である。また、新奇な方法として、ビオチン化酵素（BioID）法を考慮する。タンパク質にビオチンを付加する酵素の変異体で、近接するタンパク質に非特異的にビオチン化反応を起こす。BioIDに小胞体回避モチーフを融合し、培養細胞内で発現させることによって、モチーフに親和性のあるタンパク質に優先的にビオチンが導入される。ビオチン標識後は、ビオチンに結合するストレプトアビジンカラムによる親和性
クロマトグラフィーによって候補タンパク質を精製する。
4. 研究成果(１) 必要配列の確定：ABCD3（D3と略す）の小胞体標的化を無細胞実験
系で詳細に調べた。無細胞実験系は、膵臓より調製された粗面小胞体膜を添加した、網状赤血球の抽出液を用いた。D3分子の第一膜結合部分（前頁図）− 13 −

を含む部分およびその配列
変異体の小胞体標的化を調べた。この実験系では、小胞体に標的化され膜の中に入った場合には、タンパク
質鎖に糖鎖が付加され、電気泳動で簡便かつ明確に判別できる（左図）。
その結果、D3のアミノ末端12残基内に小胞体標的化を抑制する作用があることを大まかな欠失実験で突き止めた。さらに、系統的欠損
実験の結果、N末端12残基以内にその活性が限定された。それを、小胞体標的化抑制チーフと命名し「N12」と略称することとした。さらに各アミノ酸残基をアラニン（Ala）に変換して変異効果を見る、アラニンスキャニング実験を実行した結果、特に５番目のセリンと６番目のリシン残基の重要なことが判明した（左上図）。５番目のセリン残基を19種のアミノ酸残基に変えて作用を無細胞系で調べたところ、それ以外の残基では作用が認められなかった。この５番目にはSerでなければならないことが判明し、明確な配列要求性があると結論した（左下図）。このN12をABCD3に関連のない、分泌タンパク質のN-末端に付加したところ、無細胞系でも、培養細胞内でも小胞体標的化シグナル配列の作用を強力に抑制した。
これらの事実より、
ABCD3のアミノ末端にあるこの12残基の配列は、厳密なアミノ酸配列を要求する配列特異性を有し、一般的な小胞体標的化機能を抑制することができると判断した。そこでこれを、“小胞体標的化抑制モチーフ(ETS, ER-targeting
suppres-sor）”と命名した。

− 14 −

(２) 作動性結合タン
パク質が寄与することを証明
N12の作用機構として、その配列自体が後続のシグナル配列の作用を抑圧する
可能性と、その配列に作用するタンパク質因子が存在する可能性が考えられた。これらを区別するために、次のような拮抗阻害実験を行った。N12配列およびその配列の重要な５番目のSerをAlaに変換した合成ペプチドを作成し、無細胞実験系に導入したところ、N12配列のペプチドを添加した場合に、N12の作用が阻害され小胞体への標的化が見られた。同様な実験を、N12をN-末端に付加したGSTタンパク質を大腸菌で発現させ、精製したものでも行なった（上図）。この場合も、N12-融合GSTではその添加量に応じてN12-をもつタンパク質の小胞体標的化（縦軸は膜透過＝translocation % で表示）が見られるようになった。この結果から、N12に何らかの作用因子が結合し、N12-GSTの添加でその因子が不足するためにN12の効果が阻害されると結論された。
(３) N12配列作用性因子の検出系を確立
N12配列に結合する因子の検出のために考えられる様々なアプローチを試みた。すなわち、N12-GST融合タンパク質を用いた親和性クロマトグラフィー、
N12-配列と相互作用する因子を遺伝学的に選択する酵母
ツーハイブリッドスクリーニ
ング、N12-と相互作用する
ものを細胞内でビオチン化して検出しようとするBioIDシ
ステム、などであった。しかし、いずれの戦略でも有意な結合因子の検出には至らなかった。
最後の検出候補として、化学架橋反応による検出を試みた。N12-シグナルペプチド− 15 −

融合タンパク質を無細胞合成し、システインのSH-基と反応する反応基を２つ有する化学架橋試薬で処理したところ弱いながらも特異的な架橋産物が検出された。その反応効率を高める試みを行い、無細胞合成産物をショ糖密度勾配遠心によって部分精製した後架橋反応を行うと明確な産物が検出されることを見出した（前頁左下図）。この架橋産物は、N12のSerをAlaに変換したものでは認められないことから、確かに配列を識別しているものであることがわかった。
現在この化学架橋反応を指標にして、結合タンパク質のクロマトグラフィー
による精製を行っており、候補タンパク質が絞られ、電気泳動で分離し、質量分析によって同定を試みている。
5. 生活や産業への貢献および波及効果
ここで研究対象とするABC輸送体は生理的に重要なさまざまな物質の輸送や、がん細胞の薬剤耐性、植物の増殖制御など、多様な生命現象と密接に関連している。得られる局在制御に関する知見は、多方面へ貴重な情報を提供する。また、ABC輸送体の局在化不全に起因する遺伝疾患の病因解明や、治療戦略の策定にも寄与できる。世界的にみると、ABC輸送体の研究者は非常に多く、特に医学・薬学・農学関連領域で応用を意識した研究が活発に行われているが、基礎的かつ綿密な実験的研究が待たれている。

− 16 −

3. 寒 剤 を 用 い た 研 究 実 績− 17 −

Solid State Photophysics

大学院物質理学研究科
物質機能解析部門

光物性学
2018年度
国内外学会等
1. Y. Tanaka: Pump-probe study of electron- and lattice-dynamics insemiconductors by using laser and SR X-ray beams, Conference on Laserand Synchrotron Radiation Combination Experiment (LSC2018), Yokohama,Japan, April 25-27 (2018)
2. Y. Tanaka, M. Nagashima, K. Tanaka, T. Hasegawa, Y. Fukuyama(JASRI),
N. Yasuda(JASRI): Time-resolved optical spectroscopy of a GaAs single
crystal irradiated by SR X-ray pulses, 13th International Conference on
Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2018), Taipei, Taiwan, June
10-15 (2018)
3. 山本航平(東大)・久保田雄也(JASRI)・平田靖透(東大)・田久保
深谷亮(KEK)・上村洋平(分子研)・田中健太・西村(JASRI)・鈴木基寛(JASRI)・片山哲夫(JASRI)・富樫治(理研)・矢橋牧名(JASRI)・田中義人・関耕(東大)・

渉・大河内拓雄

格(JASRI)・玉作賢剛斎(東北大)・高梨弘毅(東北大)・和達大樹(東大)：Pt L 端時間分解X線磁気円二色性測定でみるFePt 薄膜の磁化ダイナミクス、第21 回XAFS 討論会（北大2018 年9 月）
4. K. Yamamoto(Univ. Tokyo), Y. Kubota(JASRI), Y. Hirata(Univ. Tokyo), K.

Takubo(Univ. Tokyo), Y. Uemura(IMS), R. Fukaya(KEK), K. Tanaka, A.
Nishimura, T, Ohkochi(JASRI), M. Suzuki(JASRI), T. Katayama(JASRI), T.
Togashi(JASRI), K. Tamasaku(RIKEN), M. Yabashi(JASRI), Y. Tanaka, T.
Seki(Univ. Tohoku), K. Takanashi(Univ. Tohoku), H. Wadachi(Univ. Tokyo):Photoinduced magnetization dynamics in FePt thin flms studied by timeresolved x-ray magnetic circular dichroism at the Pt L edge, SACLAUsers
Meeting 2018, SPring-8 Japan, Sep. (2018)
5. 山本航平(東大)・久保田雄也(JASRI)・平田靖透(東大)・田久保耕(東大)・上村洋平(分子研)・深谷 亮(KEK)・田中健太・西村 渉・大河内拓雄(JASRI)・鈴木基寛(JASRI)・片山哲夫(JASRI)・富樫 格(JASRI)・足立伸一(KEK)・玉作賢治(理研)・矢橋牧名(JASRI)・田中義人・関 剛斎(東北大)・高梨弘毅(東北大)・和達大樹(東大)：Pt L 端時間分解X線磁気円二色性− 18 −

測定でみるFePt 薄膜の磁化ダイナミクス、日本物理学会2018 年秋季大会（同志社大学2018 年9 月）
6. 吉川尚孝(東大)・丹羽宏彰(東大)・Dongjoon Song(産総研)・永崎洋(産総研)・玉作賢治(理研)・田中義人・大沢仁志(JASRI)・久保田雄也(JASRI)・
山本航平(東大)・山神光平(東大)・平田靖透(東大)・和達大樹(東大)・島野亮(東大)：時間分解X線回折による銅酸化物超伝導体La2-xSrxCuO4 の光励起結晶構造ダイナミクス、日本物理学会2018年秋季大会（同志社大学2018
年9月）
7. 田中隆次(理研)・貴田祐一郎(理研)・金城良太(理研)・富樫
澤宏光(JASRI)・橋本格(JASRI)・冨智(高度研)・宮本修治(高度研)・田中義人：ニュース

バルにおける単一サイクル自由電子レーザー原理実証実験計画、日本加速器学会第15 回年会（長岡技科大学2018年8月）
8. 近藤啓介・堀菜摘・橋本智,(高度研) 宮本修治(高度研)・富樫格(JASRI)・冨澤宏光(JASRI)・貴田祐一郎(理研)・金城良太(理研)・田中隆次(理研)・田中義人：放射光蓄積リングにおけるレーザーシーディングのための同期照射タイミング信号系の設計と整備、ニュースバルシンポジウム
2019 (イーグレ姫路2019年3月)
9. 石川

潔・小薗

寛：熱いリチウム蒸気のプッシュプル光ポンピングと超微細周波数シフト、日本物理学会2018 年秋季大会, 9 月10 日, 10pA316-4,
京都府京田辺市(同志社大学).
10. 長谷川尊之・奥島雄大・田中義人：GaAs ナノ構造膜における内蔵電場に起因した二種テラヘルツ波放射の共存ダイナミクス、第66 回応用物理学会
春季学術講演会（東京工業大学2019 年3 月）
11. 長谷川尊之：半導体ナノ構造膜の内蔵電場制御に基づいたテラヘルツ波研
究、Workshop on Quantum Walks（SPring-8 普及棟2019 年3 月）
12. 長谷川尊之・奥島雄大・田中義人：ビルトイン電場に基づく光励起キャリ
アのテラヘルツ波放射の解析、第29 回光物性研究会（京都大学2018年12月）
13. 長谷川尊之・奥島雄大・田中義人：GaAs ナノ構造膜における弱励起条件でのテラヘルツ波放射特性、日本物理学会2018年秋季大会（同志社大学
2018年9月）
14. 長谷川尊之：半導体キャリアダイナミクスを介したレーザーからテラヘル
ツ波への変換プロセス、第30 回光科学異分野横断セミナー（大阪府立大学
2018 年8 月）− 19 −

15. T. Hasegawa, Y. Okushima, M. Nakayama(大阪市大), Y. Tanaka: Excitationenergy dependence of carrier-induced terahertz wave radiation in a GaAs
epitaxial film, The 12th International Conference on Excitonic and Photonic
Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON2018), Nara,
July 8-13 (2018)16. 吉角龍一・長谷川尊之・田中義人・坪田秀平・佐藤井一：表面修飾Siナノ粒子で形成した構造膜の光電流特性、第29 回光物性研究会（京都大学2018 年12 月）

17. R. Yoshikado, T. Hasegawa, Y. Tanaka, S. Tsubota, S. Sato: Photocurrent
characteristics of nanostructured thin films consisting of surface modified
silicon nanoparticles, The 12th International Con-ference on Excitonic and
Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials(EXCON2018), Nara, July 8-13 (2018)
発表論文

1. M. Oura(RIKEN), H. Osawa(JASRI), K. Tamasaku(RIKEN), K. Tanaka, T.
Pincelli(Univ. Milan), J. Fujii(Lab. TASC), G. Panaccione(Lab. TASC),Y.
Tanaka: Picosecond Time-Resolved Hard X-ray Photo-electron System at the
27m-long Undulator Beamline BL19LXU of SPring-8, Synchrotron
Radiation News 31, 36-41 (2018)
2. Y. Tanaka, M. Nagashima, K. Tanaka, T. Hasegawa, Y. Fukuyama(JASRI),
N. Yasuda(JASRI): Time-resolved optical spectroscopy of a GaAs single
crystal irradiated by SR X-ray pulses, AIP Conference Proceedings(SRI2018) 2054, 040009-1{040009-4 (2019)
3. N. Sekiguchi, T. Sato, K. Ishikawa, A. Hatakeyama: Spectroscopic study of adiffusion-bonded sapphire cell for hot metal vapors, Applied Optics 57,
52-56 (2018)
4. T. Hasegawa: Characteristics of coherent optical phonons in a hexagonal
YMnO3 thin film, Applied Sciences, Special issue: Photoinduced Cooperative Phenomena, 9, 704(15 pages) (2019)
5. R. Yoshikado, T. Hasegawa, Y. Tanaka, S. Tsubota, S. Sato: Photocurrent
characteristics of nanostructured thin films consisting of surface modified
silicon nanoparticles, Journal of Physics: Conference Series, 1220, 012048(4 pages) (2019)− 20 −

Low-Temperature Physics & Superconductivity

大学院物質理学研究科
物質機能解析部門

電子物性学
2018年度
国内外学会等
1. 田中博之・小谷朋也・山口明・本山岳(島根大)・川崎郁斗・住山昭

彦・山村朝雄(東北大)：強磁性超伝導体UGe2における超伝導特性のドメイ
ン状態依存性(II)、日本物理学会秋季大会(岩手大)、2017
2. A. Yamaguchi, H. Tanaka, T. Kotani, G. Motoyama(島根大), I. Kawasaki, A.

Sumiyama, T. Yamamura(東北大): “Influence of Magnetic Domain Structureon the Ferromagnetic Superconductivity of UGe2” The International Symposium on Quantum Fluids and Solids, QFS2018 (Tokyo,2018)
明・J. Yang(中国科学院)・Y. G. Shi(中国科学3. 住山昭彦・長嶧巧巳・山口院)・鄭国慶(岡山大)：擬一次元系超伝導体Cs2Cr3As3の直流磁化測定による非従来型超伝導の検証、日本物理学会2018年秋季大会(同志社大)、2018
4. 小内貴祥・山口明・本山岳・芳賀芳範(原子力機構)・山村朝雄(京都大)・川崎郁斗・住山昭彦：高圧下磁化測定による反強磁性ウラン化合物
U3TiBi9の２段転移観測、日本物理学会2018年秋季大会(同志社大)、2018
5. 山口

明・田中博之・小谷朋也・本山岳(島根大)・川崎郁斗・住山昭

彦・山村朝雄(京都大)：臨界状態モデルによる強磁性超伝導体UGe2の交流磁場応答解析、日本物理学会2018年秋季大会(同志社大)、2018
6. 山口

明：反強磁性ウラン化合物U3TiBi9の2段転移、第12回物性科学領域

横断研究会(奈良先端大)、2018
7. 山口

明：強磁性超伝導体UGe2の超伝導臨界電流と磁区状態、第10回アルファ放射体実験室利用研究会(東北大)、2019
8. 小谷朋也・山口明・小倉淳嗣・川崎郁斗・住山昭彦・本山大)・山村朝雄(京都大)・郷地

岳(島根順(東大)・芳賀芳範(原子力機構)：強磁性超伝導体UGe2の自己誘起磁束状態における臨界電流密度、日本物理学会第74回年次大会(九大)、2019
9. 篠﨑真碩(島根大)・本山大)・山口

岳(島根大)・武藤哲也(島根大)・藤原賢二(島根明・西郡至誠(島根大)・三好清貴(島根大)：Ceジグザグ鎖構造を持つCe3TiBi5における電流誘起磁化現象の探索II、日本物理学会第74回
年次大会(九大) 、2019− 21 −

10. 本山

岳(島根大)・篠﨑真碩(島根大)・坪内将紘(島根大)・國中柾希(島根大)・山口明・武藤哲也(島根大)・西郡至誠(島根大)・三好清貴(島根大)・藤原賢二(島根大)：Ce3TiBi5におけるホール素子を用いた電流誘起磁化現象の探索、日本物理学会第74回年次大会(九大)、2019

11. A. Yamaguchi, S. Heguri, N. Kawade, T. Fujisawa, A. Sumiyama, K.
Tanigaki, M. Kobayashi: Low Temperature Study of Supercon-ducting
Graphite Intercalation Compound BaC6,The International Symposium on
Quantum Fluids and Solids, QFS2018 (Tokyo, 2018)12. 三角勇気(名大)・張中岳(名大)・阿波賀邦夫(名大)・山口

明・松下

琢

(名大)・和田信雄(名大)：カゴメ格子磁性体M-CAT-1（M=Cu, Ni, Co）の
超低温磁性、日本物理学会第74回年次大会(九大)、2019
13. 三角勇気(名大)・張中岳(名大)・阿波賀邦夫(名大)・山口

明・松下

琢

(名大)・和田信雄(名大)：カゴメ格子磁性体M-CAT-1（M=Cu, Ni, Co）の
超低温磁性、日本物理学会2018年秋季大会(同志社大)、2018
14. 三角勇気(名大)・張中岳(名大)・阿波賀邦夫(名大)・山口

明・松下

琢

(名大)・和田信雄(名大)：導電性2次元MOFの磁気特性評価、第12回分子科学討論会(福岡市)、2018
15. 藤田渉(成蹊大)・位田衣央七・山口明・住山昭彦：Preparation

andMagnetic Properties of Piezoelectric Coordination Polymers、日本化学会第99春季年会(甲南大)、2019
発表論文

1. A. Yamaguchi, H. Tanaka, I. Kawasaki, A. Sumiyama, G. Motoyama(島根大), T. Yamamura(東北大): Development of dc and ac magnetic-measurement system for a ferromagnetic superconductor, uranium digermanide,
Prog. Nucl. Sci. Tech., 5, 119-122 (2018)
2. G. Motoyama(島根大), Y. Haga(原子力機構), A. Yamaguchi, I. Kawasaki,
A. Sumiyama, T. Yamamura(東北大): Crystal structure and magnetic
properties of new ternary uranium compound U3TiBi9, Prog. Nucl. Sci. Tech.,
5, 157-160 (2018)− 22 −Electrophysics

大学院物質理学研究科
物質機能解析部門

電磁物性学
2018年度
国内外学会等
1. 中西隆将・中井祐介・上田光一・水戸毅・大山耕平(九大理)・光田暁弘(九大理)・和田裕文(九大理)：逐次相転移を示すYbPdのNMRによる研究
II、日本物理学会2018年秋季大会（同志社大学）2018年
2. 中西隆将・藤井拓斗・中井祐介・上田光一・水戸毅・大山耕平(九大理)・光田暁弘(九大理)・和田裕文(九大理)・平田倫啓(東北大金研)：逐次相転移を示すYbPdの強磁場下NMRによる研究、日本物理学会第74 回年次大会（九州大学）2019 年
3. 藤井拓斗・岩本海大・田中璃那・柴田雅史・白津太助・上田光一・中井祐介・水戸毅・八尾浩史(三重大院工)：195Pt-NMRによる白金ナノ粒子における量子サイズ効果の研究、日本物理学会第74回年次大会（九州大学）
2019年
4. 宮元慧介・森弘希・田中太知・上田光一・水戸毅・伊賀文俊(茨城大理)：CeB 6 の 11 B-NQR測定による研究II、日本物理学会2018年秋季大会（同志社大学）2018年
5. 田中太知・宮元慧介・森弘希・上田光一・中井祐介・水戸毅・伊賀文俊(茨城大理)：CeB6のゼロ磁場下11B-NQRと弱磁場下11B-NMRによる研究、日本物理学会第74回年次大会（九州大学）2019年
6. 上田光一・水戸毅・小原孝夫：CDWと超伝導を示すLu5Ir4Si10のNMRによる電子状態の研究VI、日本物理学会第74回年次大会（九州大学）
2019年
7. 岡部

碧(首都大理)・中井祐介(首都大理)・東中隆二(首都大理)・真庭

豊(首都大理)：XSn4 (X = Pd・Pt) のNMR測定、日本物理学会第74回年次大会（九州大学）2019年
8. 森
岸本寛央(徳島大院工)・野尻野旭(徳島大院工)・川崎祐(徳島大院理工)・

豊(徳島大院理工)・中村浩一(徳島大院理工)・小山岳秀・水戸

八島光晴(阪大院基礎工)・椋田秀和(阪大院基礎工)・小手川
理)・菅原

毅・

恒(神戸大院仁(神戸大院理)：A15型超伝導体V3Si のSi-NMRによる研究、

日本物理学会2018 年秋季大会（同志社大学）2018年− 23 −

9. 野尻野旭(徳島大院工)・森
岸本寛央(徳島大院工)・川崎祐(徳島大院理工)・

豊(徳島大院理工)・中村浩一(徳島大院理工)・小山岳秀・水戸

八島光晴(阪大院基礎工)・椋田秀和(阪大院基礎工)・小手川
理)・菅原

毅・

恒(神戸大院仁(神戸大院理)：A15型超伝導体V3Si のSi-NMRによる研究、

日本物理学会第74 回年次大会（九州大学）2019年
10. 金城克樹(京大院理)・北川俊作(京大院理)・中井祐介(京大院理)・石田憲二(京大院理)・菅原仁(首都大理工)・佐藤英行(首都大理工)：LaRu4P12における超伝導状態のNMR、日本物理学会2018 年秋季大会（同志社大学）
2018年
11. 林

大介(首都大理)・本郷直也(首都大理)・客野

充(首都大理、JST CREST)・中井祐介・真庭

遥(神奈川大工)・宮田耕豊(首都大理)：単層カーボ

ンナノチューブ薄膜の熱電物性：直径分布、日本物理学会第74回年次大会（九州大学）2019年

発表論文
1. N. Emi, N. Kawamura(JASRI/SPring-8), M. Mizumak(JASRI/SPring-8), T.

Koyama, N. Ishimatsu(広大院理), G, Pristás(Slovak Acad. of Sci.), T,
Kagayama(阪大極限), K. Shimizu(阪大極限), Y. Osanai(茨城大理), F. Iga(茨城大理), T. Mito: Kondo-like behavior near the mag-netic instability in
SmB6 : Temperature and pressure dependences of the Sm valence, Phys.
Rev. B 97, 161116(R) 1-5 (2018)
2. T. Matsuno(東大理/JST ERATO), Y. Nakai(首都大), S. Sato(東大理/JST
ERATO), Y. Maniwa(首都大理), H. Isobe(東大理/JST ERATO)：Ratchetfree solid state inertial rotation of a guest ball in a tight tubular host, Nature
Commun., 15, 1907 (2018)− 24 −

Functional Materials Ⅱ

大学院物質理学研究科
物質構造制御学部門

機能性物質学Ⅱ
2018年度
国内外学会等
1. S. Yasuzuka(広島工大工), H. Koga(筑波大院数理), Y. Yamamura(筑波大院数理), K. Saito(筑波大院数理), S. Uji(物材機構), T. Terashima(物材機構), H.

Akutsu(阪大院理), J. Yamada: Anisotropic Superconductivity and Dimensional Crossover in Organic Supercon-duc-tor β-(BDA-TTP)2SbF6, 43rd
International Conference on Coordination Chemistry (ICCC 2018), Sendai,
Japan, July 30–August 4 (2018).
2. H. Akutsu(阪大院理), F. Nishiyama(阪大院理), S. Ito, T. Kadoya, K. Ishihara,
J. Yamada, S. Nakatsuji, Y. Nakazawa(阪大院理): Anion polarity-induced
several novel electronic states in organic conductors, The 8th TOYOTA
RIKEN International Workshop on Organic Semiconductors, Conductors,
and Electronics, Aichi, Japan, October 24-26 (2018).
3. 木下直哉(愛媛大院理工)・Mohamad Safuwan bin Alias(愛媛大院理工)・白旗

崇(愛媛大院理工)・山本貴(愛媛大院理工)・内藤俊雄(愛媛大院理工)・山田順一・御崎洋二(愛媛大院理工)：π共役系を縮小した新規TTP、
DTEDT系導体の合成、構造と物性、2018年日本化学会中国四国支部大会、松山、11月17-18日(2018).
4. 土屋聡(北大院工)・Tomaz

Mertelj(ヨージェフ・ステファン研究所)・

Dragan Mihailovic(ヨージェフ・ステファン研究所)・山田順一・戸田泰則(北大院工)：κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Brの超伝導状態に対するスペク

トル分解ポンププローブ分光、日本物理学会第74回年次大会、福岡、3月
14-17日(2019).
5. 西本拓史・猪井翔太・角屋智史・久保和也・田島裕之・西川浩之・山田順
一：BDH-TTPとその類縁体を用いた有機電界効果トランジスタの作製と特性、第12回分子科学討論会2018福岡、博多、9月10-13日(2018).
6. T. Kadoya, S. Mano, K. Tahara, K. Sugimoto, K. Kubo, M. Abe, H. Tajima,

J. Yamada: Halogen substitution effects on molecular arrange-ment andtransistor properties of asymmetrical benzothieno-benzothiophene de-− 25 −

rivatives, 43rd International Conference on Coordination Chemistry(ICCC2018), Sendai, Japan, July 30-August 4 (2018).
7. K. Kubo, Y. Kim(北大電子研), A. Morita, T. Kadoya, S. Noro(北大院環境化
学), T. Nakamura(北大電子研), J. Yamada: Development of New Electrochromic Materials Based on Unsymmetrical Platinum Dithiolene
Complexes, 43rd International Conference on Coordination Chemistry(ICCC2018),Sendai, Japan, July 30-August 4 (2018).
8. K. Kubo, Y. Kim(北大電子研), A. Morita, T. Kadoya, S. Noro(北大院環境化
学), T. Nakamura(北大電子研), J. Yamada: Electrochromic Properties of Thin
Film Devices Based on Low-Molecular-Weight Unsymmetrical Platinum
Dithiolene Complexes(Invited Presentation), The 8th TOYOTA RIKENInternational Workshop on Organic Semiconductors, Conductors, andElectronics, Aichi, Japan, October 24–26 (2018).
9. 堀

葵・久保和也・キム

ユナ(北大電子研)・森田朝子・友田千尋・角屋

智史・野呂真一郎(北大院環境化学)・玉置信之(北大電子研)・中村貴義(北大電子研)・山田順一：分極性非対称ジチオレン金属錯体のエレクトロクロ
ミック特性探索と応用研究(学生優秀ポスター賞受賞)、兵庫県立大学知の交流シンポジウム2018、姫路、9月26日(2018).
10. 堀

葵・久保和也・キム

ユナ(北大電子研)・森田朝子・友田千尋・角屋

智史・野呂真一郎(北大院環境化学)・玉置信之(北大電子研)・中村貴義(北大電子研)・山田順一：分極性非対称ジチオレン金属錯体のエレクトロクロ
ミック特性探索と応用研究、兵庫県立技術・人材マッチング交流会2018、
播磨理学キャンパス、2月12日(2019).
11. 堀

葵・久保和也・キム

ユナ(北大電子研)・森田朝子・友田千尋・角屋

智史・野呂真一郎(北大院環境化学)・玉置信之(北大電子研)・中村貴義(北大電子研)・山田順一：ビピリジンとジチオレン配位子誘導体からなる分極性非対称白金錯体のエレクトロクロミック特性、日本化学会第99回春季年
会、神戸、3月16‒19日(2019).
12. T. Kadoya, Y. Koyama, R. Oki, Y. Kiyota, T. Higashino(産総研), K. Kubo, T.

Mori(東工大物質理工), J. Yamada: Investigation of Transfer Integrals in the
Radical-Cationic BTBT-type Semiconductors, The 8th TOYOTA RIKENInternational Workshop, Organic Semiconductors, Conductors, andElectronics, Aichi, Japan, October 24-26 (2018).

− 26 −

13. 角屋智史：トランジスタ分子に基づく有機導体とエレクトロニクスへの展
開、日本化学会中国四国支部愛媛地区講演会、愛媛、12月3日(2018).
14. 谷村利精・精荻野晃成・宮本裕太・角屋智史・小簑

剛・横松得滋(兵庫県大院工)・前中一介(兵庫県大院工)・田島裕之：制限背面電極型素子を用いた蓄積電荷測定、日本化学会第99春季年会、神戸、3月16日-19日(2019).
15. 芦原優也・田原圭志朗・東野寿樹(産総研)・角屋智史・上田研)・森顕(東大物性初果(東大物性研)・小澤芳樹・阿部正明：新規π拡張白金カテコ

ラト錯体の合成と電気化学特性の評価、錯体化学会第68回討論会、仙台、
7月28日–30日(2018).

発表論文
1. H. Akutsu(阪大院理), R. Hashimoto, J. Yamada, S. Nakatsuji, S.S. Turner(サリー大), Y. Nakazawa(阪大院理), “Structure and properties of a BEDT-TTF-

2.

3.

4.

5.

6.

based organic conductor with a ferrocene-based magnetic anion octamethylferro-cenedisulfonate,” Eur. J. Inorg. Chem. 3249–3252 (2018).
H. Akutsu(阪大院理), S. Ito, T. Kadoya, J. Yamada, S. Nakatsuji, S.S. Turner(サリー大), Y. Nakazawa(阪大院理), “A new Ni(dmit)2-based organic
magnetic charge-transfer salt, (m-PO-CONH-N-methyl-pyridinium)[Ni(dmit)2]·CH3CN,” Inorg. Chim. Acta 482, 654–658 (2018).
R. Takehara(東大院工), K. Nakada(東大院工), K. Miyagawa(東大院工), T.
Kadoya, J. Yamada, K. Kanoda(東大院工), “Mott transition coupled tomolecular motion in a quasi-two-dimensional organic material (Editors’
Choice),” J. Phys. Soc. Jpn. 87, 094707–1–6 (2018).
S. Uji(物材機構), Y. Fujii(物材機構), S. Sugiura(物材機構), T. Terashima(物材機構), T. Isono(物材機構), J. Yamada, “Quantum vortex melting and phase
diagram in the layered organic superconductor κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2,”
Phys. Rev. B97, 024505–1–7 (2018).
K. Nakagawa(北大院工), S. Tsuchiya(北大院工), J. Yamada, Y. Toda(北大院工), “Fluctuating superconductivity in κ-type organic compounds probed bypolarized time-resolved spectroscopy,” EPL (Europhysics Letters) 122,
67003–1–6 (2018).
J. Xiong(武漢紡織大学), K. Kubo, S.-F. Lu(武漢紡織大学), M. Li(武漢紡織大学), T. Nakamura(北大電子研), “Supramolecular self-assembly fordesigning non-centrosymmetric crystal based on Keggin polyoxometallates
and crown ether, ”Dalton Trans. 47, 14001-14007 (2018).

− 27 −

7. 田島裕之・角屋智史：蓄積電荷測定法(ACM)による有機半導体/金属界面の電荷注入障壁測定、信学技報 118, OME2018-26 (2018).

− 28 −

Organic Chemistry

大学院物質理学研究科
物質反応解析学部門

物質反応論Ⅱ2018年度
国内外学会等

1. A.A. Choliq: Asymmetric Michael Addition Reaction of α-Keto Ester into
Methylenemalonate using Newly-Developed Urea-Guanidine Catalyst,
International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2018 (Bangkok,
2018)
2. A.A. Choliq, R. Nakae, E. Murakami, T. Misaki, M. Fujita, Y. Okamoto, T.
Sugimura: Highly Enantioselective Hydrogenation of Methyl Acetoacetate
Catalyzed by Tartaric Acid-NaBr-Modified Raney Nickel under Low
Hydrogen Pressure, The 8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic
Science and Technology (TOCAT8): (Yokohama, 2018)
3. A.A. Choliq, M. Watanabe, R. Nakae, T. Misaki, M. Fujita, Y. Okamoto, T.
Sugimura: Low Pressure Enantioselective Hydrogenation of Ketones
catalyzed by Tartaric Acid-NaBr-Modified Raney Nickel, International
Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2018 (Bangkok, 2018)
4. B.K. Kim, T. Furukawa, M. Fujita, Y. Okamoto, T. Sugimura: Roles of
Additive compound in Enantioselective Hydrogenation of α-Phenylcinnamic
Acid over a Cinchonidine-modified Pd/C Catalyst, International Symposium
on Catalysis and Fine Chemicals 2018 (Bangkok, 2018)
5. 東田恵伍・藤田守文・杉村高志：超原子価ヨウ素を用いたアルケン酸化によるテトラリン生成反応制御、日本化学会第98春季年会（船橋、2018）− 29 −

発表論文

1. A.A. Choliq, E. Murakami, S. Yamamoto, T. Misaki, M. Fujita, Y. Okamoto,T. Sugimura: Enantioselective Hydrogenation of Ketones over a Tartaric
Acid-Modified Raney Nickel Catalyst: Substrate-Modifier Interaction
Strength and Enantioselectivity, Bull. Chem. Soc. Jpn. 91, 1325–1332(2018).
2. M. Fujita, K. Miura, T. Sugimura: Enantioselective dioxytosylation ofstyrenes using lactate-based chiral hypervalent iodine(III), Beilstein J. Org.
Chem. 14, 659–663 (2018)
3. M. Fujita: Enantioselective Heterocycle Formation using Chiral Hypervalent
Iodine(III), Heterocycles 96, 563–594 (2018).

− 30 −

Quantum Magnetism

大学院物質理学研究科
物質機能解析部門

量子物性学
2018年度
国内外学会等
1. 北川勇人・小林寿夫・土屋優・池田修悟：KxFe2-ySe2 の磁場下57Fe メスバ
ウアー分光による研究、日本物理学会2018 年秋季大会（同志社大学2018
年9 月）
2. 池田修悟・永澤延元・岸本俊二(KEK-PF)・亀掛川卓美(KEK-PF)・河口沙織(JASRI)・平尾直久(JASRI)・大石泰生(JASRI)・小林寿夫：鉄系超伝導体
AFe2As2(A：Sr, Eu)の磁性と超伝導、第59 回高圧討論会（岡山理科大学
2018年11月）
3. 永田晃太郎・池田修悟・小林寿夫・船守展正(KEK-PF)：57Fe 核共鳴前方散乱法を用いた圧力下のSrFe2As2 の電子状態研究、日本物理学会第74 回年次大会（九州大学2019年3月）
4. 冨田健史・池田修悟・今泉聖司(東北大)・青山拓也(東北大)・今井良宗(東北大)・大串研也(東北大)・小林寿夫：単結晶BaFe2X3 (X=S, Se) の57Fe メ
スバウアー分光法による研究、日本物理学会第74 回年次大会（九州大学
2019年3月）

5. S. Ikeda: Coexistence of superconductivity and antiferromagnetic order in
EuFe2As2, International Workshop on New Developments and Prospects for
the Future of Mössbauer Spectroscopy (Nagoya Japan, 2018)
6. S. Ikeda: Magnetic properties of the iron arsenide superconductor EuFe2As2
under pressure, International Conference on Magnetism (San Francisco,USA, 2018)
7. 北川勇人・大浦桃子・池田修悟・田中良和(理研)・玉作賢治(理研)・増田亮(京大)・小林康浩(京大)・瀬戸誠(京大)・依田芳卓(JASRI)・鈴木慎太郎(東大)・久我健太郎(東大)・中辻知(東大)・小林寿夫：「重い電子系化合物 YbAlB4 の低温における磁場下物性II」日本物理学会第74 回年次大会(九州大学2019年3月)

8. H. Kobayashi: Synchrotron-Radiation-based 174Yb Mössbauer spec-troscopic
studies on valence fluctuating YbAlB4, Inter. Workshop: Novel Phenomena− 31 −

in Quan-tum Materials driven by Multipoles and Topology (Kashiwa Japan,
April 2018)
9. 永澤延元・池田修悟・河口沙織(JASRI)・平尾直久(JASRI)・大石泰生(JASRI)・平岡望(JASRI)・浦瀬真人(阪府大)・池野豪一(阪府大)・J.A.

Alonso(マドリッド大)・M.J. Martinez-Lope(マドリッド大)・M.M. AbdElmeguid(ケルン大)・小林寿夫：圧力誘起金属-絶縁体転移を示すRNiO3(R：希土類）の結晶構造、日本物理学会第74 回年次大会(九州大学2019 年
3 月)
10. 池田修悟・金子耕士(原研)・川崎卓郎・中尾朗子(原研)・鬼柳亮嗣(原研)・
大原高志・M. D. Frontzek・H. Cao・望月健生・近藤晃弘(東大)・金道浩
一(東大)・本間佳哉(東北大)・小林寿夫：中性子回折及び 151 Eu メスバウ
アー分光によるEuNiIn4の多段磁気転移の研究、日本物理学会第74 回年次大会(九州大学2019年3月)
11. 片山大地・Jumaeda Jatmica(静岡大)・海老原孝雄(静岡大)・松本
波大)・時井真紀(筑波大)・小林寿夫・辻紳(筑成希(JASRI)・小泉昭久：コンプ

トン散乱測定による重い電子系化合物CeIn3 の電子構造の研究、日本物理学会第74 回年次大会（九州大学2019年3月）

発表論文
1. S. Ikeda, Y. Tsuchiya, X.-W. Zhang(KEK-PF), S. Kisimoto(KEK-PF), T.

Kikegawa(KEK-PF), Y. Yoda(JASRI), H. Nakamura, M. Machida, J.K.
Glasbrenner, H. Kobayashi: New antiferromagnetic order with the pressureinduced superconductivity in EuFe2As2, Phys. Rev. B 98 (2018) 100502-1-5(R).
2. M. Oura, S. Ikeda, R. Masuda(京大), Y. Kobayashi(京大), M. Seto(京大), Y.
Yoda(JASRI), N. Hirao(JASRI), S.I. Kawaguchi(JASRI), Y. Ohishi(JASRI),S. Suzuki(東大), K. Kuga(東大), S. Nakatsuji(東大), H. Kobayashi: Valencefluctuating compound α-YbAlB4 studied by 174Yb Mössbauer spectroscopy
and X-ray diffraction using synchrotron radiation, Physica B 536 (2018)
162-164.
3. M. Oura, N. Nagasawa, S. Ikeda, A. Shimoda(京大), T. Waki(京大), Y. Tabata(京大), H. Nakamura(京大), N. Hiraoka(JASRI), H. Kobayashi: 57Fe
Mössbauer and Co Kβ x-ray emission spectroscopic investigations of La-Co− 32 −

and La substituted strontium hexaferrite. J. Appl. Phys. 123 (2018)
033907-1-6.
4. A. Koizumi, Y. Kubo(日大), G. Motoyama(島根大), T. Yamamura(東北大), Y.
Sakurai(JASRI): How the Electronic Structure in URu2Si2 Changes with
Temperature: A High-Resolution Compton Scattering Study. J. Phys. Soc.
Jpn. 87 (2018) 064703-1-6.
5. A. Koizumi, Y. Kubo(日大), E. Yamamoto(原研), Y. Haga(原研), Y. Sakurai(JASRI): Electronic Structure in Heavy Fermion Compound UPd2Al3
through Directional Compton Profile Measurement. J. Phys. Soc. Jpn. 88(2019) 034714-1-6.

− 33 −

− 34 −

4. 地域への貢献
液体窒素を用いて物質を冷やすことで、物質の性質は大きく変化します。近隣の中学校や高校への寒剤の提供や高校生の理学部見学受け入れの際に実験を見てもらいました。また、地元企業との連携を図るべく、企業展示会等に出展しました。
○ 展示等
令和元年
5 月 21 日 兵庫県立大付属高校文化祭
液体窒素提供
9 月 10 日 兵庫県立宝塚西高等学校
見学会
11 月 5 日 上郡中学校液体窒素提供
12 月 12 日 「技術・人材マッチング交流会」に出展（ポスター発表）（上）宝塚西高等学校の皆さん

液体窒素を使った(左) 上郡町立上郡中学校の授業の様子 (右) 兵庫県立大学付属高校の文化祭での催しの様子

学外との連携企業や他の大学・研究機関が本学において行なう研究活動にも寒剤が利用されています。今後も産学連携など学外との協力、交流の一助としても当センター供給の寒剤が役立てば幸いです。

- 35 -

5. 寒剤利用状況
・液体ヘリウム 理学部 物質科学科 6 分野
・液体窒素
理学部 物質科学科 11 分野，生命科学科 13 分野
学部 3 年次学生実験

液体ヘリウム・
液体窒素の消費量
近年、液体へリウムは年間 9,000ℓ～12,000ℓ が使用されている。液体窒素に関しては、年間約 30,000ℓ の汲み出しがあり、ヘリウム液化の際の液体窒素の消費を加えると年間 50,000ℓ が消費されている。
ﾘｯﾄﾙ 液体窒素汲出量
70000
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0

ﾘｯﾄﾙ
18000

液体ヘリウム汲出量

16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0

- 36 -

6. 平成31年・令和元年に行なった点検・修理
・2018年12月ᴦ日 液化用圧縮機ᶍ停止
液化用圧縮機が「33 Cbx shutdown - Compressor not running」のエラーを出し停止。圧縮機内のモーターの配線をチェックするが、異常は見当たらず、ネジの増し締めだけ行なう。その後は問題なく作動している。

・2019年ᴣ月16日Ჽ液化監視装置᳖WinCC᳗ᶍ導入
液化中の各計器のデーター収集と記録、表示を兼ねる監視装置（PC）が一昨年
クラッシュし、新たに最新バージョンで導入した。ただし、ライセンスキーを認識しないトラブルが発生し、一旦小池酸素に持ち帰る。後日、原因はアジア向けのバージョンはプロテクトがきついためと判明した。アジア版のWinCC
は、使用時には常にUSBドングルをPCのUSBポートに刺しておく必要がある。
またWinCC立ち上げ時には、USB­RS232Cインターフェースが必ずエラーを出すので、USB側を一旦抜き差しする必要がある。

・2019年ᴣ月21日 ᷑᳐ᷥḅᶍ回転数ᶍᶏᶨᶃᵬ
液化起動時に「Cbx shutdown - turbine 2 speed to low」というエラーメッ
セージが出て失敗。再起動では立ち上がった。タービン２の回転モニタの数字が若干バラついているので、オシロスコープで波形をチェックすると、振幅が少し小さくノイズが多かった。一応タービンの回転数センサを発注する。翌日
は回転数の数字のバラつきも解消した。コネクタの接触不良か？ 液化終了
後、コネクタ接点に少しだけ接点復活剤を塗布。その後、症状は出ていない。

・2019年ᴣ月ᴤᴪ日Ჽᷪ᷼ᶸᷲ容器用真空引ᵬᶴ᷑ᷕᷓᷳḅᷚ製作
電子物性学講座のヘリウム容器の蒸発量が多いとの事なので、真空引き用にア
タッチメントを製作した。しかし、まだ使用していない。MESSERのヘリウム容器も多数あるが、それ用の真空引き用アタッチメントも無いので、後日製作する必要がある。

・2019年ᴥ月5˜7日Ჽᷪ᷼ᶸᷲ回収用圧縮機ᶍ更新
低温センター開始時から設置されていた回収用圧縮機を更新した。工事中１週間ほどヘリウム回収が行なえないので、各講座に回収ガス低減の協力をお願いした。９月の停電ではBAUERの回収圧縮機は自動復帰しなかったので、対策をする必要がある。

− 37 −

・2019年5月ᴤ9日~Ჽ液化時ᶍ窒素消費量ᵫ異常ᶊ多ᵮᶉᶪ
４月以降、ヘリウム液化の際に液化機から液化用コンプレッサーへガスが戻る
配管が真っ白に凍結する事が頻発。それに合わせて、液体窒素の消費量が２〜３倍に増加する事態が発生。平常状態との違いは、ヘリウム貯槽の圧力が0.008MPaほど低い値を示している。その原因は３重管の詰まりか、ヘリウムラインの詰まりと思われたので、それぞれ複数回クリーニングを行なったが改善しなかった。液化機へ液体窒素を供給するバルブを極度に絞る事により、液体窒素の消費量は元通りになる事が判明したので、以降、バルブの操作のみでしのいでいる。液化効率については顕著な低下はみられていない。起動時に大量にヘリウム純ガスを消費した時には、ヘリウム貯槽の圧力が正常に戻った場
合もあり、しばらくはこのまま様子を見る。

・2019年11月ᴤ9日ᲽV510ᶍ閉止不完全
液化終了後、かすかにガスが漏れる音がするので場所を調べたら、V510の窒素配管予冷用のバルブから窒素ガスがわずかに漏れていた。バルブシートが劣化しているようで、冷間時には完全には閉まらないようだ。温度が上がった状
態では、力ずくで閉める事が出来る。とりあえず現状で放置。もっと酷くなったらバルブ交換を考える。

・2019年12月2~9日Ჽ᷽᷅᳐ᷛᷮᷕ᷁᷋ᶍ真空引ᵬ
液化機入札の下見に来られた日本エア・リキードの技術の人が、液化機の外槽を触って「少し冷たい」とおっしゃったので、液化機本体の真空引きを行なった。ターボ分子ポンプの真空系の読みで最初は4.1 10+1 Paであったが、９日には9.1 10-4 Paまで下がった。10日及び24日の「２日目の液化」の際に、これまでは最低温度に達するまで１時間掛かっていたが、30分に短縮された。

− 38 −

7. 低温センター関係行事
平成30年度
2018年
4月

11日

安全講習会

5月

30日

油水分離器・中圧ガスドライヤー開放検査

5月31日, 6月1日
ヘリウム液化設備

定期自主検査6月

1日

低温センター運営委員会

6月

6日

液化窒素貯槽

定期自主検査6月20,21日

ヘリウム回収圧縮機

開放検査

7月 19日兵庫県高圧ガス協会による保安検査

8月1日（午前）姫路飾西高校見学会

8月2日（午後）相生高校見学会

8月 10日理学部オープンキャンパス

9月 26日「知の交流シンポジウム2018」に出展（ポスター発表）

10月23­29日

高圧ガス保安活動促進週間

11月 10日

高校生のための科学講座 「科学っておもしろい！」にて
帯磁率の温度変化をデモンストレーション（住山先生）

11月 30日「マッチングイン姫路2018」に出展（ポスター発表）

12月 11日

液化窒素貯槽

定期自主検査

2019年
2月

12日

「技術・人材マッチング交流会」 に出展（ポスター発表）
及び参加者の低温センター見学

3月 5­10日

ヘリウム回収用コンプレッサー更新

3月

11日

ヘリウム回収用圧縮機完成検査

3月

19日

消防設備点検− 39 −

4月

24日

5月

31日

安全講習会 講師：低温センター保安係員 上田光一
1. 寒剤の性質と危険防止についての説明
2. 液体窒素、液体ヘリウム容器の取り扱い，保安に関する解説
3. 異常の発見と緊急連絡の方法について
低温センター運営委員会（水戸 毅、山口 明、小林寿夫、藤田守文、西川幸忠、柳澤
幸子、上田光一）
1. 2019年度の低温センター予算について
2. 保安管理組織について
3. 緊急時の対応について
4. 2018年度寒剤使用量についての報告
5. 2018年度の寒剤価格の決定

6月 4­6日

液化窒素貯槽・ヘリウム液化設備定期自主検査

7月

10日

兵庫県立宝塚西高等学校見学会

7月

18日

高圧ガス保安協会による保安検査

10月23­29日

高圧ガス保安活動促進週間

11月

28日

防災訓練

12月

5日

液化窒素貯槽12月

12日「技術・人材マッチング交流会」に出展（ポスター発表）

定期自主検査− 40 −

8. テクノから
今年はとうとう住友電工の研究所が解体されて更地になった。かなり長い期間解体にかかっていたので、相当頑丈に作った建物だったのだろう。そんな建物が、殆ど使われもせず解体されるのは悲しい。一方、昨年あっという間に閉店した丸太小屋の喫茶店は、オーナーが変わったのか？ バーベキュー主体で再び活動を始めたが、モーニングに寄るにしてはハードルが高そう。
昨年秋から急にヘリウムガスの供給が悪化してきて、今年は出来るだけガスを無駄にしないようにユーザーの皆さんが頑張ったせいか、例年の半分程度しかヘリウムガスを消費していない。そのため、なんとか液体ヘリウムを供給し続けられている。これには、昨年度末にようやく入った液化監視装置によるところも大きい。次回の起動時に純ヘリウムガスを出来るだけ消費しないように、液化機を止められるようになったから。
今も相変わらずヘリウムの供給は少ないし、今後劇的に改善する様子も無い
ので、SPring-8等ではヘリウム液化機の導入を考えているらしい。当低温セン
ターの液化機も超ロートルであるので、以前から更新を申請していたが、この夏に急に予算がついて、大慌てで入札の準備をしなければならなかった。液化機はリンデとエア・リキードの一騎打ちになる予想だが、たまたまテクノにある工場をストリートビューで見てたら、「日本エア・リキード」の工場がいつの間にか出来てる！日本エア・リキード恐るべし。
播磨自動車道はようやく播磨新宮ICを越えて北に伸び出した。2022年春には開通との話だが、もう橋脚とかトンネルとかは出来始めている。橋脚だけ並んでいる姿が面白かったので、今回はこれを表紙にした。下は解体されつつある
住友電気工業播磨研究所の建物。

− 41 −

9. 編集後記
今年度の一番のトピックはやはり液化機更新の予算が付いた事だろう。それも年度途中で降って湧いて来たので、夏は仕様書をまとめるのにゴタゴタしてしまった。今は入札公示期間で、この低温センタ­だよりの原稿が印刷屋に行く頃に入札になるはずだ。今度は液化機の操作がだいぶ自動化するとの事なので、液化作業に慣れるのにも時間はかからなくなるだろう。納入は来年度末になる予定。
液化機監視ソフトは回収用圧縮機の更新と同じ頃に動くようになって、それからは順調に監視できている。中圧タンクの圧力変化のグラフが変に歪んで来ると、「どこかで不都合が起きているのでは？」と、低温センター内をウロウ
ロしてしまう。お陰で大過なく液化運転は出来ている。
あいかわらずヘリウムガスの供給は渋い。先日は東大物性研で「ヘリウム危機」に関するワークショップまでひらかれた。供給側のトラブルと需要の急激な増加が合わさってこう言う事態になっており、今後しばらくは改善される様子がない。希少な資源であるヘリウムを大事に使わないといけない世の中になってきた。当低温センターの液化機が現役では国内最古参のはずだが、それが壊れたら学内の物性研究がストップし、万事休すになる所であった。更新予算がついたのは天佑と言うほか無い。
前から気になってた句読点。「，．」を今号から学術情報館の研究一覧に合わせて「、。」に変えました。
低温センターが供給した寒剤を用いた研究成果の一部と低温センターの活動
内容を皆様に知っていただくために、今年も『低温センターだより』を発行します。この一年も継続的に安定した寒剤の供給ができたことは、利用者の方々に低温センターの運営についてのご理解、ご協力をしていただいているためだと感謝しています。今後とも関係者皆様のご協力とご支援をよろしくお願いします。
令和元年12月18日
低温センター
上田光一

監視ソフトの画面（ピンクの線が中圧タ
ンクの圧力）− 42 −

兵庫県立大学理学部低温センターだより第12号
令和元年（2019年）12月
編集責任者
編 集
表 紙 画

低温センター長 水戸
上田光一・三枝和史
上田光一

毅

発行 兵庫県立大学理学部低温センター〒678-1297 兵庫県赤穂郡上郡町光都3-2-1
TEL & FAX 0791-58-0130

表紙： 延伸中の播磨道の橋脚− 43 −